Điều khiển thích nghi theo mô hình tham khảo dựa trên mạng nơ-ron RBF

Mặc dù được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, nhưng với tham số cố định, bộ điều khiển tích phân tỷ lệ PI (proportional integral controller) khó thích ứng với sự thay đổi của điều kiện thực tế. Trong khi đó, điều khiển trượt (sliding mode control – SMC) cho đáp ứng ổn định trên các đối tượng phi tuyến, nhưng lại tồn tại một số hạn chế. Bài báo này đề xuất giải pháp kết hợp giữa điều khiển PI và SMC thích nghi dựa trên mạng neuron hàm cơ sở xuyên tâm RBF (radial basis function neural network), gọi tắt là điều khiển PI-SMC. Nguyên tắc kết hợp này là tận dụng ưu điểm thích nghi, bền vững của bộ SMC để khắc phục hạn chế của bộ điều khiển PI, đồng thời sử dụng bộ PI mang năng lượng chủ đạo để đẩy bộ SMC nhanh chóng hội tụ về mặt trượt. Bộ điều khiển PI-SMC được kiểm nghiệm trên thiết bị ổn định lưu lượng RT020 của hãng Gunt-Hamburg. Kết quả cũng cho giá trị khởi tạo của bộ RBF và hệ số mặt trượt ảnh hưởng lớn đến chất lượng điều khiển. Thực nghiệm cũng cho thấy cơ chế trượt thích nghi có thể khắc phục được hạn chế cố định tham số của bộ PI. Với giá trị khởi tạo của bộ tham số được chọn, bộ điều khiển PI-SMC đã cải thiện tốt đáp ứng lưu lượng trên hệ RT020 với độ vọt lố nhỏ hơn 5 (%), thời gian xác lập nhỏ hơn 2 (giây) và sai số xác lập nhỏ hơn 0,3 (lít/giờ).

Kiểm nghiệm khả năng kết hợp giữa điều khiển PI và trượt thích nghi trên thiết bị GUNT-RT020

Lê¹,

Trần²,

Trần³

et al. 2021

Chế tạo hệ cầu cân bằng tích hợp bộ bù sai số định vị cho cảm biến siêu âm và hồng ngoại

Nguyen¹,

Nguyễn²,

Trần³

2022

Hệ cầu cân bằng với thanh và bóng thường được dùng để kiểm nghiệm các giải thuật điều khiển. Do tốc độ di chuyển nhanh của bóng trên thanh trượt nên khi cảm biến lấy mẫu vị trí bóng và truyền dữ liệu về đến máy tính, quả bóng đã di chuyển sang vị trí mới, ảnh hưởng đến chất lượng điều khiển. Nghiên cứu này tập trung thiết kế và chế tạo mô hình cầu cân bằng, định vị quả bóng bằng cảm biến siêu âm và hồng ngoại. Hàm bù sai số cảm biến được áp dụng để khắc phục sai số cảm biến và độ trễ do truyền dữ liệu. Module Arduino UNO R3 được sử dụng để truyền tín hiệu điều khiển từ máy tính xuống mô hình để kiểm soát động cơ và nhận tín hiệu vị trí đo được từ cảm biến để phản hồi cho máy tính. Thực nghiệm với bộ điều khiển RBF-PID và cảm biến hồng ngoại cho thấy đáp ứng của hệ có thời gian tăng đạt 1,5 ± 0,3 giây, thời gian xác lập khoảng 6 ± 1 giây, độ vọt lố khoảng 11 ± 2%, và sai số xác lập là không đáng kể.

Điều khiển giám sát hệ cầu cân bằng với thanh và bóng dùng mạng nơ-ron hàm cơ sở xuyên tâm

Nguyen¹,

Nguyễn²,

Trần³

2022

Vì tính phi tuyến, bất ổn và có trễ truyền dữ liệu, hệ cầu cân bằng với thanh và bóng khá khó kiểm soát. Nghiên cứu này đề xuất kết hợp điều khiển vi-tích phân-tỷ lệ (PID) và điều khiển giám sát dùng mạng nơ-ron hàm cơ sở xuyên tâm (RBF), gọi là điều khiển RBF-PID, trên mô hình thật của hệ cầu cân bằng. Mô hình này đã được chế tạo từ trước, có tích hợp bộ bù sai số và thời gian trễ. Bộ điều khiển PID đóng vai trò đưa đáp ứng về gần giá trị tham khảo. Nhiệm vụ tinh chỉnh đáp ứng sẽ do bộ RBF đảm trách. Kết quả thực nghiệm trên hệ cầu cân bằng với cơ chế định vị bằng sóng siêu âm cho kết quả tốt hơn các nghiên cứu trước đó. Cụ thể, thời gian tăng của đáp ứng đạt 1,5 ± 0,3 giây; thời gian xác lập đạt 6,5 ± 1,0 giây; tuy độ vọt lố còn khá lớn, khoảng 11 ± 2 %, nhưng sai số xác lập đã được triệt tiêu. Kết quả cho thấy bộ điều khiển RBF-PID thích hợp để kiểm soát hệ thống.